完整版脉冲计数器设计

1、脉冲计数设计与分析摘要我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。 在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为 了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电 路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的组合集成电路。该电路可以在最基本的典

2、型应用方式的基础上，根据实际需要，经过参数配置和电路的重新组合，与外接少量的阻容元件就能构成不同的电路，因而555电路在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用关键字：NE555 计数 译码 显示目录第一章脉冲计数器简介 21.1脉冲计数器绪论 21.2脉冲计数器主要内容 2第二章脉冲计数器设计与分析 22.1方案与论证 22.2总体框图及模块设计 32.3总体电路设计 72.4系统测试，抗干扰及注意细节 7第三章脉冲计数器设计结果分析论证 83.1硬件调试 83.2结果分析得出结论 8附录： 8参考文献： 9第一章脉冲计数器简介1.1发展趋势由555时基电

3、路构成常见的最基本的典型应用电路有：单稳态触发电路、双稳态触发电路、无稳态电路，而用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等第二章脉冲计数器设计与分析2.1方案与论证方案一：用MAX0832产生脉冲信号，经过计数、译码、显示，此方案性价比高，硬件电路较为简单。方案二：用NE555产生所需波形，经过整形、计数、译码、显示，此方案性比价低，工作所需环境低，可靠性好，硬件电路较为合理。方案三：用单片机产生脉冲信号，经过计数、译码、显示，编程程序复杂，硬

4、件电路复杂，性价比较贵综上所述方案比较，方案二较为可行2.2总体框图及模块设计NE555定时器产生脉冲信号 施密特触发器整形 计数器计数 数字信号译码 数码管显示    CC40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密 特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+和下降电压(V T-之差定义为滞后电压。                 

5、        CD40106引脚图2 4 6 8 10 12  数据输出端1 3 5 9 11 13   数据输入端14 电源正7 接地  p 切换时间波形：                            p

6、74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器<74ls161引脚图>管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0Q3以及进位输出TC.   (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET输                 入 输       出 CR CP

7、LD EPETD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 1 0 d c b a d c b a 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 1 1 状态码加1<74LS161功能表>从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1

8、”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。74LS47译码器原理：译码为编码的逆过程。它将编码时赋予代码的含义“翻译”过来。实现译码的逻辑电路成为译码器。译码器输出与输入代码有唯一的对应关系。74LS47是输出低电平有效的七段字形译码器，它在这里与数码管配合使用，表2列出了74LS47的真值表，表示出了它与数码管之间的关系。 表1<74LS47功能表> 输 入 输 出

9、 显示数字符号 LT( RBI(- A3 A2 A1 A0 BI(/RBO( a( b( c( d( e( f( g( 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6 1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7

10、1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9 X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 熄灭 0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8 LED数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似，只是正向压降较大，正向电阻也较大。在一定范围内，其正向电流与发光亮度成正比。由于常规的数码管起辉电流只有12 mA，最大极限电流也只有1030 mA，所以它的输入端在5 V电源或高于TTL高电平(3.5 V的电路信号相接时，一定要串加限流电

11、阻，以免损坏器件。2.3总体电路设计2.4系统测试，抗干扰及注意细节1.NE555集成芯片三脚输出波形需整形2.电阻电容用精密电阻电容为了提高稳定性和精度3.波形整形用廉价的施密特触发器第三章脉冲计数器设计结果分析论证3.1硬件调试第一步：检查电路中各个元件是否接的可靠、大小是否合理，特别是NE555必须接正确第二步：在一切都正常的情况下，给电路上电，此时立即触摸NE555是否发烫，若发烫应立即断电第三步：若NE555没有发烫，则说明NE555工作正常，这时开始实验数据测试 。第四步：通过示波器观察NE555输出的方波信号，观察方波的失真情况。第五步：失真的波形通过施密特触发器进行整形，整形后的波形是没有失真方波。第六步：通过示波器观察波形的幅值大小第七步：通过示波器观察波形的周期，计算出波形的频率第八步：通过数码管观察显示数字第九步：统计实验数据第十步：断电3.2结果分析得出结论该电路产生一个方波，不过由于电子元器件的差别和电路硬件的原因，产生的这些波形和理论有些差距。本次设计就是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路555，外加电